Hoe materialenwetenschap en elektronica automobielbanden revolutioneren

De eerste automobielbanden waren simpele massieve rubberstroken, maar de evolutie van de industrie begon met Charles Goodyear's ontdekking van gevulcaniseerde rubber. In 1846 patentte Robert Thomson de eerste gevulcaniseerde rubber luchtband – decennia voor de eerste motorvoertuigen – en ontsteek een onstuimige nasleep naar prestaties en veiligheid.

toen de gebroeders Michelin demontagebare banden introduceerden, verschuifde de markt opnieuw, wat de weg baande voor de luchtband met radiale constructie die in de jaren 70 opkwam en de standaard blijft op de meeste personenauto's vandaag.

Vandaag balanceren fabrikanten veiligheid, duurzaamheid, prestaties en duurzaamheid. Deze holistische aansturing drijft doorbraken die ver voorbij traditioneel profielontwerp reiken.

Huidige Bandtechnologieën

Geluid is een groot probleem voor moderne voertuigen, vooral elektrische auto's waar de afwezigheid van een brullende motor bandengeluiden zichtbaarder maakt. Twee primaire bronnen van bandengeluid bestaan: profielgeluid, gegenereerd door luchtbellen gevangen in het profiel, en caviteitsgeluid, geproduceerd wanneer lucht vibreert binnen de band tegen de vel. Het aanpakken van deze geluiden is nu een kernontwerpdoel.

Bridgestone's QuietTrack, gelanceerd in maart 2019, kenmerkt meerdere korte diagonale groeven die lucht laten ontwijken in plaats van comprimeren als de band rollet. De groeven komen in drie verschillende breedtes, elk interfererend met de anderen om frequenties te dempen die overlappen met menselijke spraak. Complementaire millimeter-hoge zageranden in de profielkuilen breken hoog-frequent geluid verder, terwijl het algehele ontwerp ook de tractie op sneeuw en natte wegen verbetert.

Figuur 1. QuietTrack banden verminderen geluid – een kritische feature voor elektrische voertuigen. (Bron: Bridgestone)

Het bandinterieur incorporeert Contiseal, een viscieuze dichtingslaag die tot 80% van een lek tot 5 mm diameter kan afdichten. Deze technologie verlaagt de kans op lekke banden dramatisch en elimineert de noodzaak voor wegbandenvervangingen.

Opkomende Bandtechnologieën

Goodyear's Eagle 350 Urban, geïntroduceerd in 2017, is een sferisch conceptband uitgerust met AI-gedreven sensoren die vorm en profielpatroon in realtime aanpassen. Door te reageren op wegoppervlakte data, verbetert de band remmen, handling en efficiëntie – en faciliteert zelfs on-the-spot lekherstel.

De non-pneumatische Oxygene-band is een pionerend ontwerp dat luchtgehele druk volledig omzeilt. 3D-geprint uit gerecyclde bandstof, herbergt de flank levend mos dat water van de weg en CO₂ uit de lucht absorbeert, wat fotosynthese en zuurstofproductie ondersteunt. Het benut ook Li-Fi om te koppelen met IoT-netwerken, wat vehicle-to-vehicle en vehicle-to-infrastructure communicatie mogelijk maakt.

In 2020 introduceerde Goodyear's reCharge-band biologisch afbreekbare vloeistof-capsules die profiel regenereren. AI past de samenstelling aan aan elk bestuurdersprofiel, waardoor de band dynamisch kan aanpassen aan veranderende wegcondities.

Pirelli's Cyber-band markeerde een mijlpaal door data direct over 5G te transmitteren, wat een realtime communicatielus creëert tussen de band, het voertuig, de bestuurder en externe weg-infrastructuur.

Figuur 2. Pirelli claimt de eerste bandenfabrikant te zijn die interacteert met het 5G-netwerk. (Bron: Pirelli)

Michelin's Uptis, gepland voor release in 2024, gebruikt een gemonteerde luchtloze wielstructuur die het risico op lekken, blow-outs en platte banden elimineert. Door rauwstofverbruik, bandafval en de noodzaak voor reservebanden te verminderen, biedt Uptis een duurzamere, resource-efficiëntere oplossing.

Voor context, Goodyear's custom banden voor Tesla incorporeren geluiddempende schuim, terwijl Citroën's autonoom concept 19_19 banden heeft die verstijven in droge condities en zachter worden als het nat is.

De Verbonden Weg Vooruit

Connectiviteit zal een hoeksteen worden van automotive veiligheid en prestaties. 5G en IoT zullen banden in staat stellen cruciale data te relayeren, wat advanced driver assistance systems (ADAS) en autonoom rijden verbetert. Goodyear's AndGo-platform gebruikt bijvoorbeeld voorspellende analytics om vlootexploitanten te koppelen aan het servicenetwerk.

Duurzaamheid zal ook ontwerpkeuzes drijven: 3D-printen, gerecyclde en eco-vriendelijke materialen, en verminderde slijtage zullen alle bandafval en milieu-impact verlagen. Duurzame non-pneumatische banden en 2-in-1 band-en-wiel concepten beloven verhoogde veiligheid en verminderd onderhoud – essentiële attributen voor bestuurloze vloeten.

Na decennia van incrementele verandering staat de bandenindustrie op het punt van een transformatieve sprong.

>> Dit artikel werd oorspronkelijk gepubliceerd op onze zuster-site, EDN.